Авиация и космонавтика 2005 11

Вот вкратце те общие положения, которые определили дальнейшие работы по созданию будущего В-1.

Всего ВВС США планировало получить от американской авиационной промышленности 244 В-1 (включая опытные самолеты), которые должны были заменить к 1981 году В-52.

Но первом этапе фирма Рокуэлл, выйдя победителем в конкурсе проектов по В-1, получила контракт на дальнейшие исследования по теме, разработку, постройку и испытания пяти опытных самолетов (позже это число было сокращено до трех) и двух планеров для прочностных статических и усталостных испытаний.

Схема В-1А

Схема технологического членение В-1A

Как отмечалось выше, в ходе работ по предпроектам, проекту AMSA и, наконец, непосредственно по В-1, доминировало требование обеспечить способность самолета-носителя прорваться к цели на малой высоте, что и определило конфигурацию самолета В-1.

Рассмотрим некоторые особенности компоновки и конструкции самолета В-1 (В-1 А). Общая схема – «нормальная» интегральная, с крылом изменяемой стреловидности, с четырьмя ТРДДФ, размещенными попарно в мотогондолах за центропланной частъю интегральной части фюзеляж-крыло.

Хвостовое оперение однокилевое, со стабилизатором на киле. Шасси трехопорное, с носовой стойкой. Мощный передний наплыв, присущий интегральной схеме, обеспечивает большие внутренние объемы и прочность конструкции. Значительная часть дополнительного объема наплывов используется для размещения топлива, освобождая от него значительные обьемы центральной части фюзеляжа, используемые под отсеки вооружения. Кроме того, подобное решение позволяет уменьшить ЭПР.

Планер В-1 выполнен но 41,3% из алюминиевых сплавов, но 21,0% – из титановых, на 6,5% – из стальных сплавов, на 30,6% – из неметаллических материалов и на менее чем на 0,3% – композиционных материалов.

В ходе работ над силовой схемой самолета учитывался опыт работ над самолетами С-5А и F-111. Под особым вниманием специалистов были проблемы скорости роста трещин в материалах, дублирование путей передачи нагрузок, уровни напряжений и т.д. Были расширены объемы прочностных испытаний и расчетов но долговечность конструкции, заведомо принимались достаточно консервативные решения при проектировании, представлявшие компромисс, учитывавший характеристики используемых материалов с условиями безопасного повреждения конструкций и процессы механики разрушений элементов конструкции планера.

Разработчикам пришлось выбирать оптимальное решение между массой и прочностью конструкции, а не между скоростью полета и кинетическим нагревом, поэтому титан использовали главным образом в конструкции центральной балки крыло и хвостовой части фюзеляжа. Например, вынужденное увеличение доли алюминия в конструкции В-1 (в частности в конструкции горизонтального оперения) потребовало его перемещения вверх по килю (первоначально ГО было размещено на фюзеляже в непосредственной близости к зоне выхлопных газов ТРДДФ).

Схема двигателя ТРДДФ B-1A

Макет отделяемой кабины В-1A

Узел поворота консоли крыла

Конструкция горизонтального оперения и хвостовой части фюзеляжа в значительной степени определялось флаттерными характеристиками, поэтому их конструкция во многом определялась компромиссом между размерами оперения и аэроупругостью фюзеляжа с учетом требуемых характеристик управляемости. Была задана жесткость хвостовой части фюзеляжа В-1, в соответствии с которой и было спроектировано ГО. Но вскоре выяснилось, что для обеспечения требуемых характеристик управляемости, особенно при больших скоростных напорах при полетах но малых высотах, от конструкции планера требуется более высокая статическая прочность фюзеляжа. Первоначально ее предполагалось обеспечить с помощью стольной балки в верхней части силового набора фюзеляжа, относительно дешевой, но весьма тяжелой. В ходе развития проекта применили балку из бороэпоксидного композиционного материала, которая была значительно дороже стальной, но значительно ее легче. Композиты составили 0,3% от массы конструкции В-1, и почти все они пришлись на эту пятисекционную композитную балку, простирающуюся от центральной балки крыла до основания киля.

Интегральная конструкция планера обеспечивала высокое аэродинамическое качество и хорошие показатели по весовой отдаче конструкции.

Конструкция фюзеляжа самолета балочно-стрингерной схемы спроектирована с учетом правила площадей. Фюзеляж выполнен в основном из алюминиевых сплавов, в нижней хвостовой части фюзеляжа, в зоне действия реактивных струй двигателей, применено обшивка из титанового сплава. Между балкой центроплана и оперением применены лонжероны из стали, зо центропланом, в середине третьего отсека вооружения – двухстеночный усиленный шпангоут, выполненный из титанового сплава. К нему крепятся двигатели. Титан также использован в отсеке двигателей для противопожарных перегородок. Носовой и хвостовой обтекатели фюзеляжа и оперения выполнялись из полиамидного кварца, в форкиле применены композиционные материалы.

Силовая схема фюзеляжа образуется обшивкой, шпангоутоми и продольными балками. В силовой схеме предусмотрено большое число путей передачи нагрузок. Конструкция отличается большой плотностью силовых элементов – шаг шпангоутов составляет примерно 250 м.м по всей длине фюзеляжа.

Конструктивно- технологически фюзеляж состоит из нескольких основных секций, соединяемых технологически до установки поворотных частей крыла (консолей), хвостового оперения, гондол двигателей и шасси.

Носовая секция включает в себя носовой обтекатель, отсек РЛС, кабину экипажа, нишу уборки передней опоры шасси, отсек оборудования системы жизнеобеспечения и большой закабинный отсек БРЭО. (На первых машинах носовая секция делилась на три отдельных подсборки).

В следующей секции, простирающейся до центроплана, размещались два отсека вооружения, над отсеками проложены магистрали, а пространство между отсеками вооружения и бортами секции представляли собой топливные баки-отсеки. В наплывах крыла этой секции располагались РЛС бокового обзора и отсеки БРЭО.

В следующей за центропланом секции размещались третий отсек вооружения и ниши уборки основных опор шасси. Между отсеком вооружения и бортами секции располагались топливные баки-отсеки.

Отдельным агрегатом выполнялось центральная балка. Следующая секция фюзеляжа представляло собой почти целиком топливный бак, за ней шел отсек БРЭО и хвостовой конус фюзеляжа.

Кабина экипажа герметизированная, первоначально выполнялось как отдельный агрегат, включавший спасательную капсулу но четырех членов экипажа. В ходе развития проекта из-за сложностей с доводкой подобной системы спасения и экономии средств от спасательной капсулы отказались и перешли к кабине с четырьмя катапультируемыми сиденьями экипажа (пилот, второй пилот, оператор оборонительных систем, оператор ударных систем). Это позволило но каждой машине сэкономить

320000 долл. и 2270 кг массы. В кабине предусматривались место еще под двух человек и два спальных места. Имелся туалет.

При работах по спасательной капсуле использовался опыт, полученный при разработке подобной системы для самолета F-111.

Следует отметить, что системы спасения с использованием спасательных капсул при всей их заманчивости в части повышения безопасности спасения экипажа все-таки до настоящего времени не получили распространения в боевой авиации из-за их конструктивной сложности, большой массы и проблем в эксплуатации, хотя по ним и в США, и в СССР в свое время был выполнен большой объем робот применительно к использованию их на тяжелых самолетах- носителях.